[發明專利]一種無縫鋼管制造方法

無效

• 申請號: 200810042123.6
• 申請日: 2008-08-27
• 公開（公告）號: CN101658879A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 殷光虹
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B21C37/06
• 分類號: B21C37/06;B21B37/74;C22C38/12;C22C38/14;C21D9/08
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司
• 代理人: 竺 明

技術領域

本發明涉及一種鋼管制造方法，特別涉及生產高性能油井管的一種無縫鋼管制造方法。

背景技術

傳統的生產高性能油井管的主要工藝過程是：管坯1250～1300℃加熱穿孔、950～1050℃連軋、脫棒后再加熱至950～980℃奧氏體化處理、張力減徑機于920～950℃軋管、空冷至室溫后調質熱處理。由于連軋溫度較高，晶粒粗大，脫棒后鋼管立刻進入再加熱爐，進爐前鋼管溫度仍高于Ac1點，使得連軋后的奧氏體粗晶保留到張減軋制之前。由于張減機的軋管溫度較高，在奧氏體再結晶區，在軋后空冷條件下，晶粒仍然粗大。這種組織狀況主要靠采用調質鋼軋后調質熱處理來進行調整，通過軋后的淬火和回火處理得到所需要的組織和性能。

由于調質熱處理成本較高，為降低生產成本提高競爭力，出現了鋼管再線常化工藝技術。其實質是將連軋脫棒后的鋼管溫度降至Ac1以下，通過奧氏體向鐵素體的轉變，使得鋼管進入再加熱爐前進行一次相變，在再加熱爐內重新加熱奧氏體化后，利用重結晶細化奧氏體晶粒。這樣經張減后空冷的鋼管晶粒會比以前有所細化，一般可從6～7級提高到9～10級，韌性也有所提高。

這種工藝雖然可以改善鋼管的韌性，但強度提高不大。為提高強度，出現了在在線常化的基礎上，提高張減后冷卻速度的在線加速冷卻工藝。采用此種工藝，雖然可以提高材料的強韌性，但仍然存在兩個問題：一是受原有工藝布局的限制，很難在原有的生產節奏下使脫棒后的鋼管很快冷卻到Ac1溫度以下；二是鋼管終軋后的加速冷卻速度不夠快，只能得到以鐵素體為主的組織，不能生產N80及以上級別的油井管。

發明內容

本發明的目的提出了一種無縫鋼管制造方法，可以保證高溫軋制時不出現混晶和粗晶現象，脫棒后的鋼管不需進入再加熱爐，直接進入減徑機軋制，簡化生產工藝。利用終軋后的加速冷卻，得到以貝氏體為主的組織，不經調質熱處理直接生產高性能油井管。

為達到上述目的，本發明的技術方案是，

一種無縫鋼管制造方法，其包括如下步驟：

1)管坯的成分質量百分比為：C：0.22～0.4％、Si：0.1～0.5％、Mn：1.0～2.0％、V：0.05～0.25％、Al：0.005～0.050％、N：0.015～0.030％，余量為Fe和不可避免雜質；

2)管坯經環形加熱爐在1200～1320℃加熱后，經穿孔機在1150～1250℃穿孔，然后在900～1050℃軋管，脫棒后進入減徑機組，在750～850℃軋成鋼管；

3)鋼管從減徑機出來之后10秒鐘之內用水或水加氣，以5～50℃/S的冷卻速度，快速冷卻到400～650℃之間，然后空冷，空冷后的鋼管經檢查后按成品管交貨。

進一步，本發明所述的管坯的成分還包括：Mo：0.10～0.40％、Nb：0.01～0.05％、Ti：0.005～0.05％中的一種或一種以上。按上述要求的軋管工藝軋管后，不需要熱處理，直接軋成N80及以上鋼級套管使用。

在本發明中，

C：0.22～0.4(wt％，以下各元素相同)，C為碳化物形成元素，可以提高鋼的強度，太低時效果不明顯，太高時會大大降低鋼的韌性。

Mn：1.0～2.0，Mn為奧氏體形成元素，可以提高鋼的淬透性，含量小于1.0時作用不明顯，含量大于2.0時，大大增加鋼中的殘余奧氏體量，影響熱軋組織的均勻性。

N：0.015～0.030，N為碳化物形成元素，可以提高鋼的強度，尤其在冷卻速度加快時，效果更加明顯。N含量太低時效果不明顯，太高時則會形成較大氮化物夾雜，降低鋼的性能。N與C配合使用，可以在有效降低碳當量的情況下提高強度。

V：0.05～0.25，能夠細化晶粒，形成碳化物，提高鋼的強度和韌性。但含量達到一定量時，其效果增加便不明顯了，同時因為價格很高，所以要限制使用量。

Ti：0.005～0.05，能夠細化晶粒，形成碳化物，提高鋼的強度和韌性。但含量達到一定量時，其效果增加便不明顯了，同時因為價格很高，所以要限制使用量。

Mo：0.1～0.4：主要是通過碳化物及固溶強化形式來提高鋼的強度，含量過高會降低鋼的韌性。

采用本發明的鋼種，在1000℃左右的軋管條件處于完全動態再結晶狀態，從而保證不出現混晶現象；材料中含有的C、V、Ti、N等元素，可以保證在高溫軋制條件下，析出大量的釩和鈦的碳氮化物，起到釘扎晶界、細化晶粒的作用。因此鋼管連軋脫棒后，可以不必冷卻到Ac1溫度以下，進行一次重結晶轉變，而是可以直接進行減徑軋制。